庆大霉素发酵工艺设计.docx

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1、7 14t/a庆大雷素发酵罐工艺设计7.1概述发酵设施是发酵工厂中最基本最主要的设施，发酵的目的是使微生物大量分泌目的产 物，发酵罐就是为菌种在相宜的条件下生长、繁殖及分泌目的产物(如抗菌素)的设施。发酵 罐的型式有标准式、无机械搅拌式和自吸式等多种型式，而标准式是目前发酵工厂采纳最普 遍最成熟的发酵设施。由于发酵产品不同，使用菌种各异，所以发酵的工艺要求也不同c 发酵罐工艺设计条件随发酵过程的特点和要求不同而不同，但发酵罐的工艺设计基本方法一 样。本专题以14t/a庆大霉素发酵工艺为例，介绍标淮式发酵罐容积及尺寸确实定，搅拌 器的选型及功率、冷却负荷、蒸汽用量、压缩空气用量等工艺计算以及设施

2、材料选用。7, 2 条件年产量：G=14t(庆大霉素)年工作日：Af=330d发酵周期：c = 6d发酵平均单位：/ 4m=1500单位/ mL7-3工艺计算成品效价：/ Lp = 590单位/ mg装料系数：6P = 70%提炼总收率：刀，=84%发酵液密度：1050k9/m?7.3. 1由年 产量打算每天放罐发酵液体积(m /d)f/d=1000q6?/ (蜘 m 刀 p) =1000X14X590/ (330X 1500Xo. 84)7. 3. 2 发 酵罐容积r。(m)和台数确实定计=出/ (ztdg)n 1. 2m 0寸，价0 = 2。3。式中：y。为发 酵罐公称容量，myr为筒体体

3、积，m，； T %为椭圆底体积，m：。依据标准式发酵罐系列(见表3.71)选0=2。6m,那么刃=2D = 5.2m o7. 3. 6发酵罐搅拌装置及轴功率计算7.3. 6. 1搅拌装置发酵罐的搅拌器一般都采纳具有圆盘的涡轮搅拌器，搅拌叶的型式有平叶、弯叶、 箭叶三种，通常有六个叶片匀称排列在圆盘上，三种搅拌器的结构如图3.7-1 o三种搅拌器型式比拟如下：功率消耗：平叶，弯叶，箭叶发酵液中气含率：平叶，弯叶箭叶轴向混合效果：箭叶弯叶，平叶搅拌叶型式的选择是发酵罐设计中的一个关键，国外一般采纳六平叶涡轮式搅拌器, 我们国家由于种种缘由，普遍采纳六弯叶或六箭叶圆盘涡轮式，本设计由于罐小要求加强轴

4、 向混合，应选用六箭叶圆盘涡轮式。7. 3. 6. 2搅拌轴功率计算目前我们国家发酵工业多倾向于用不过高的通气量，采纳加强搅拌强度来进行发 酵生产。一般认为抗生素发酵搅拌功率消耗为1m发酵液24kw。（1）先求不通风条件下的搅拌功率不通风状况下搅拌功率的大小随着液体的性质、搅拌器的形式和罐的结构尺寸而 不同，经过大量的科学试验和生产实践，搅拌功率已归纳成儿（功率准数）和R6（搅拌雷诺准 数）之间的函数关系，11：川p = AR6） =尸/（尸n，D： ）（3. 71）式中：尸=搅拌功率，W01 =搅拌器直径，mn =搅拌器转速，V,尸=液体密度，kg/m计算搅拌所需的轴功率，应先求出搅拌时罐内

5、流体的R6值，依据R6值推断流体 流淌的状态，再确定用哪一个公式来计算轴功率。R6 计算：R6： Oiwk 个I： 0i=0, 87m； 211=霄Din / 60（35cC 时的粘度）。3. 14Xo. 87X107 / 60=7. 75 小 s, p= 1050kg / m；,灿=1 . 06mPa sRe, 10 处于湍流状态，从NP。R6图上查得六箭叶涡轮桨NP=3.9牛顿型流体：R6章10 为湍流；R6毒10为滞流；10事R6妻10 为过渡流。上述公式（3.71）适用于湍流和过渡流，过渡流时NP不是常数，必需从NP “R6 曲线图3.72查得。自托6IU,偶丁而况区， 囚上团试验得出的曲线看，该区从不随R6的增加而 增加，基本上趋于水平线，也就是说儿为一常数。六平叶涡轮桨，儿=6. 2；六弯叶涡轮桨, NP=4.8；六箭叶涡轮桨，JVp = 3.9o通常发酵罐内发酵液都需要处于揣流状态，因此使用NP-Re线图计算无通气时的 搅拌功率极为便利，算出Re,